一种光伏组件多峰输出特性的特征参数计算方法

摘要

一种光伏组件多峰输出特性的特征参数计算方法，其特征是基于太阳电池正反向显式输出特性模型，根据约束电流区间范围内正常电池与故障电池输出电压关系，通过采样光伏组件的电压电流数据点计算出首峰特征参数，利用光伏组件输出叠加特性，对第k峰的数据点在相同电流下进行求解分离，进而计算获得第k峰特性参数。

说明书

技术领域：

本发明设计光伏发电领域，尤其涉及一种光伏组件多峰输出特性的特征参数计算方法。

背景技术：

太阳能作为一种无消耗燃料，无噪声无污染可持续的可再生能源，是我国能源科技发展的新趋势，是为国家战略规划重点关注领域之一。中国的商用分布式光伏发电技术经过近年来不断发展，已经广泛应用于国内多数电站，但在实际应用中光伏组件容易被建筑、灰尘、异物、阴影等遮挡物遮挡，长时间遮挡会产生热斑现象，影响正常组件的工作状态，加速其老化程度，更会造成组件局部过热引发安全问题，因此使得从技术层面解决运维的瓶颈问题成为分布式光伏发电技术发展最迫切的需求之一。

发明内容：

本发明旨在针对当光伏组件处于故障状态时，其输出特性呈现多峰形式的问题，提出一种光伏组件多峰输出特性的特征参数计算方法，通过采样光伏组件的电压电流数据点，计算多峰输出特性的特征参数，为光伏电站的精确运维提供一种判定光伏组件工作状态和性能指标方法。

按此目的，本发明拟采用以下技术方案：

基于太阳电池正反向显式输出特性模型，根据约束电流区间范围内正常电池与故障电池输出电压关系，通过采样光伏组件的电压电流数据点计算出首峰特征参数，利用光伏组件输出叠加特性，对第k峰的数据点在相同电流下进行求解分离，进而计算获得第k峰特性参数，具体步骤如下：

步骤1：多峰输出特性曲线的首峰特征参数计算：

太阳电池输出特性显式表达式，如式(1)所示：

式(1)中，Y＝(qI

由式(1)获得首峰中组件电池均处于正常状态下的电压U

式(2)中，M为组件内的电池数量；I

在组件输出电流I

式(3)中，

在

式(4)中，F

在组件输出电流I

式(6)中，

同理得出

式(7)中：

R

步骤2：多峰输出特性曲线的第k峰特征参数计算

在

通过式(3)-(5)计算获得第k峰三个特征参数

附图说明：

图1为本发明所提一种光伏组件多峰输出特性的特征参数计算方法流程图；

图2为本发明所需采样点位置示意图；

图3为本发明参数计算结果所绘制的I-V曲线与实验数据对比图；

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本发明做进一步描述。应当理解的是，此处所描述的实施方式仅用于说明和解释本发明，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

如图1为光伏组件多峰输出特性的特征参数计算方法流程图，以该流程图为基础，根据约束电流区间范围内正常电池与故障电池输出电压关系，通过采样光伏组件的电压电流数据点计算出首峰特征参数，利用光伏组件输出叠加特性，对第k峰的采样得到的数据点在相同电流下进行求解分离，进而计算获得第k峰特性参数，具体计算步骤分为两步：

步骤1：多峰输出特性曲线的首峰特征参数计算：

太阳电池输出特性显式表达式，如式(1)所示：

式(1)中，Y＝(qI

由式(1)获得首峰中组件电池均处于正常状态下的电压U

式(2)中，M为组件内的电池数量；I

在组件输出电流I

式(3)中，

在

式(4)中，F

在组件输出电流I

式(6)中，

同理得出

式(7)中：

R

步骤2：多峰输出特性曲线的第k峰特征参数计算

在

通过式(3)-(5)计算获得第k峰三个特征参数

综上所述，在光伏组件I-V曲线约束电流区间范围采样电压电流数据点，计算出首峰特征参数，利用光伏组件输出叠加特性，对第k峰的数据点在相同电流下进行求解分离，进而完成多峰输出特性的光伏组件特征参数计算。采样点位置示意图如图2所示。

为了证明本发明所提出方法的有效性和可靠性，通过开展光伏组件多峰输出特性实验，由图3可知实验采集数据与利用参数计算方法所绘制的I-V曲线的拟合程度较高，说明本方法具有良好的工程应用前景，有利于光伏电站的精准运维。